(57)【要約】【課題】  小型化した際にも確実に、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との実効距離ｄＭを制御することにより、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能な薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤを提供する。【解決手段】  基板と、この基板上に設けられた少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子を含む磁気ヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この磁気ヘッド素子の近傍に、又は少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の間に、磁気ヘッド素子の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有する空洞部を少なくとも１つ備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設けられた少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子を含む磁気ヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、該磁気ヘッド素子の近傍に、又は該少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び該少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の間に、該磁気ヘッド素子の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有する少なくとも１つの空洞部を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記少なくとも１つの空洞部の少なくとも１つが、前記磁気ヘッド素子の浮上面とは反対側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空洞部の少なくとも１つが、前記磁気ヘッド素子の前記基板とは反対側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記少なくとも１つの空洞部の少なくとも一部が、前記基板内に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記少なくとも１つの空洞部の輪郭形状が浮上面とは垂直な対称面を有しており、該対称面が前記磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面と一致することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記空洞部が複数設けられており、複数の該空洞部が、前記磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面を対称面とする面対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記少なくとも１つの空洞部の前記密閉空間の気圧が、真空成膜装置の背圧程度、又はヘッド駆動温度において１気圧未満であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記少なくとも１つの空洞部が、自身の内部に少なくとも１つの補強柱又は補強壁を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記磁気ヘッド素子を覆うように前記基板上に被覆部が設けられており、前記少なくとも１つの空洞部の少なくとも１つが、該被覆部内に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの空洞部の少なくとも１つが、前記被覆部の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有することを特徴とする請求項９に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記基板上に、少なくとも１つの発熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドを備えており、前記磁気ヘッド素子のための信号線と、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とをさらに備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気ディスクと、該少なくとも１つの磁気ディスクに対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界信号を書き込んだり読み出したりするための薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置（ＨＤＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤが備えている薄膜磁気ヘッドは、信号の書き込み又は読み出しに際して、回転する磁気ディスク上において流体力学的に所定の間隙（浮上量）をもって浮上する。薄膜磁気ヘッドは、この浮上状態において、電磁コイル素子から発生する磁界を用いて磁気ディスクに信号の書き込みを行い、磁気抵抗（ＭＲ）効果素子によって磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。
【０００３】
近年のＨＤＤの大容量化に伴う高記録密度化に際して、薄膜磁気ヘッドのトラック幅はより小さな値に設定されている。この設定による書き込み及び読み出し能力の低下を回避するために、最近のＨＤＤにおいては、浮上量をより低下させて、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との磁気的な実効距離ｄＭをより小さく設計する傾向にある。実際に、この実効距離ｄＭの値は、１０ｎｍ程度又はそれ以下に設定されている。
【０００４】
この磁気ヘッド素子が有する電磁コイル素子に記録用の電流を通電すると、一般に、ジュール熱及び渦電流損熱等による熱膨張が原因となって、磁気ヘッド素子が磁気ディスク表面方向に突出する、いわゆるＴＰＴＰ（Thermal Pole Tip Protrusion）現象が発生する。ここで、実効距離ｄＭが上述したような微小値に設定されている場合、突出した磁気ヘッド素子の端が磁気ディスク表面に接触してしまうおそれが生じる。このような接触が生じた場合、その際の摩擦熱によってＭＲ効果素子の電気抵抗値が変化し、異常信号が発生してしまうなどの問題（サーマルアスペリティ（thermal asperity））が起こり得る。さらには、クラッシュが発生する危険性も高くなる。
【０００５】
このような問題を生じる接触を回避するために、磁気ヘッド素子の近傍に発熱体を設け、むしろＴＰＴＰ現象を積極的に利用して、実効距離ｄＭを制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２及び３）。これらの技術においては、あらかじめ発熱体の熱量による突出を見込んで実効距離ｄＭを設計し、駆動時には発熱体への通電量によって実効距離ｄＭの調整を図っている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５９９１１１３号明細書
【特許文献２】特開２００３−２７２３３５号公報
【特許文献３】特開２００３−１６８２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＨＤＤのさらなる小型化に伴って、発熱体を用いた実効距離ｄＭの制御にも限界が生じるという問題が生じていた。
【０００８】
現在、携帯電話、その他のモバイル用途の各種機器において、大容量の情報を記録する必要からＨＤＤの搭載が盛んに進められている。その際、ＨＤＤは大容量であるとともに非常に小型であることが要求される。この大容量小型化に伴って、対応する薄膜磁気ヘッドにおいてもさらなる小型化が不可避となっている。
【０００９】
このような小型化した薄膜磁気ヘッド内に発熱体を設けて、この発熱体のみで実効距離ｄＭを制御しようとしても、発熱体と磁気ヘッド素子の距離を十分な大きさに設定し難く、また、熱膨張する磁気ヘッド素子自身がさらに微細化しているため、制御が非常に困難となっている。
【００１０】
さらに、構造が微細化した薄膜磁気ヘッドにおいて、発熱体のような構造体を所定の精度及び信頼性を持って形成する場合、工数、費用ともに相当の負担となってしまう。すなわち、発熱体に代わって、又は発熱体と併せて実効距離ｄＭを制御する手段として、複雑な構造を有するものは採用し難い。
【００１１】
従って、本発明の目的は、小型化した際にも確実に、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との実効距離ｄＭを制御することにより、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能な薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。
基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「絶縁層上に下部磁極層がある」とは、下部磁極層が、絶縁層よりも積層方向側にあることを意味する。
【００１３】
また、１つの積層構造内において、２つの構成要素の位置を比較する際、素子形成面により近い方を「下部」とし、より遠い方を「上部」とする。例えば、電磁コイル素子内に設けられた２つの磁極層のうち、「下部磁極層」とは、素子形成面により近い方を意味することとする。
【００１４】
本発明によれば、基板と、この基板上に設けられた少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子を含む磁気ヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この磁気ヘッド素子の近傍に、又は少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の間に、磁気ヘッド素子の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有する少なくとも１つの空洞部を備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１５】
また、磁気ヘッド素子を覆うように基板上に被覆部が設けられており、空洞部の少なくとも１つが、この被覆部内に形成されていることも好ましい。この際、空洞部の少なくとも１つが、被覆部の熱膨張の一部を吸収するための密閉空間を有していることが好ましい。さらに、基板上に、少なくとも１つの発熱手段が設けられていることも好ましい。
【００１６】
密閉空間を有する空洞部が、磁気ヘッド素子の近傍に、又は読み出し磁気ヘッド素子及び書き込み磁気ヘッド素子の間に設けられている。このため、磁気ヘッド素子又は被覆部が、書き込み動作時又は発熱手段の作動時に熱膨張すると、この空洞部の密閉空間が、これらの熱膨張のうちの一部を内壁を突出させる形で吸収する。この際、空洞部の位置、大きさ、形状及び構造等を適切に設定することによって、磁気ヘッド素子の磁気ディスク表面方向への突出を調整して実効距離ｄＭを制御することができる。その結果、サーマルアスペリティやクラッシュを回避しつつ、読み出し及び書き込み特性を向上させることが可能となる。
【００１７】
ここで、空洞部の少なくとも１つが、磁気ヘッド素子の浮上面とは反対側に位置していることも好ましく、磁気ヘッド素子の基板とは反対側に位置していることも好ましい。さらには、少なくとも１つの空洞部の少なくとも一部が、基板内に設けられていることも好ましい。空洞部が、このような位置であって磁気ヘッド素子の近傍に設けられている場合、磁気ヘッド素子のヘッド端面を隆起させる方向以外の熱膨張を有効に吸収することができる。
【００１８】
また、空洞部の輪郭形状が浮上面とは垂直な対称面を有しており、この対称面が磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面と一致していることが好ましい。さらには、空洞部が複数設けられており、これらの複数の空洞部が、磁気ヘッド素子の浮上面とは垂直な対称面を対称面とする面対称の位置に配置されていることも好ましい。空洞部がこれらのように配置されている場合、磁気ヘッド素子の突出のトラック幅方向における対称性を確保することができる。
【００１９】
また、空洞部の密閉空間の気圧が、熱膨張を有効に吸収するために、真空成膜装置の背圧程度、又はヘッド駆動温度において１気圧未満であることが好ましい。ただし、ヘッド駆動温度において１気圧以上の気体が含まれていても熱膨張を有効に吸収するのであれば、本発明の範囲内である。
【００２０】
また、空洞部が、自身の内部に少なくとも１つの補強柱又は補強壁を備えていることも好ましい。これにより、例えば、磁気ヘッド素子等の熱膨張の多くの部分を吸収する大きなサイズの空洞部を形成することも可能となる。
【００２１】
本発明によれば、また、上述した薄膜磁気ヘッドを備えており、磁気ヘッド素子のための信号線と、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とをさらに備えたＨＧＡが提供される。
【００２２】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気ディスクと、この少なくとも１つの磁気ディスクに対して上述した薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えたＨＤＤが提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤによれば、小型化した際にも確実に、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との実効距離ｄＭを制御することができる。その結果、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２５】
図１は、本発明によるＨＤＤの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を概略的に示す斜視図である。また、図３（Ａ）は、図２の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド（スライダ）を概略的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の磁気ヘッド素子の一実施形態を概略的に示す平面図である。
【００２６】
図１において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は、この薄膜磁気ヘッドの書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路をそれぞれ示している。
【００２７】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７は、単数であってもよい。
【００２８】
図２に示すように、ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００２９】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００３０】
薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１は、図３（Ａ）に示すように、適切な浮上量を得るように加工された浮上面（ＡＢＳ）３０と、素子形成面３１上に形成された磁気ヘッド素子３２と、本発明の主要構成要素である空洞部３５と、熱膨張によって磁気ヘッド素子３２を磁気ディスク方向に突出させるための発熱体３６と、素子形成面３１上に形成された被覆層８４の層面から露出した４つの信号端子電極３７及び２つの駆動端子電極３８とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４とを含む。また、４つの信号端子電極３７は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に接続されており、２つの駆動端子電極３８は、発熱体３６に接続されている。
【００３１】
２つの駆動端子電極３８は、４つの信号端子電極３７の群の両側にそれぞれ配置されている。これは、特開２００４−２３４７９２号公報に記載されているように、ＭＲ効果素子３３の配線と電磁コイル素子３４の配線との間におけるクロストークを防止することができる配置である。ただし、クロストークが許容される場合には、２つの駆動端子電極３８が、例えば４つの信号端子電極３７の何れかの間の位置等に配置されていてもよい。なお、これらの端子電極の数も、図３（Ａ）の形態に限定されるものではない。図３において端子電極は合計６つであるが、例えば、電極を５つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００３２】
また、発熱体３６は、必ずしも設置する必要はなく、発熱体３６が省略された実施形態も本発明の範囲内である。その場合、２つの駆動端子電極３８も不要となる。
【００３３】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４においては、図３（Ｂ）に示すように、素子の一端がＡＢＳ３０側のヘッド端面３００に達している。書き込み又は読み出し動作時には、スライダ２１が回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、これらの素子端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。また、本実施形態では、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００（ＡＢＳ３０）とは反対側に、発熱体３６が位置している。磁気ヘッド素子３２は、発熱体３６への通電によって発生した熱によって自身が熱膨張することにより、又は磁気ヘッド素子を取り囲む材料の熱膨張によって押し出されることにより、ヘッド端面３００を隆起させる形で磁気ディスク表面方向に突出する。
【００３４】
空洞部３５は、図３（Ｂ）に破線の輪郭で示すように、本実施形態においては、磁気ヘッド素子３２の直上に位置しており、真空成膜装置の背圧程度の真空、又は１気圧未満の気体を含む密閉空間からなる。ここで、磁気ヘッド素子３２又はその周囲の材料が熱膨張した場合に、空洞部３５は、これらの熱膨張のうち上方に向かう分の一部を、自身の密閉空間内に突出させることによって吸収することができる。この際、空洞部の位置、大きさ、形状及び構造等を適切に設定することによって、磁気ヘッド素子３２の磁気ディスク表面方向への突出が、一定の割合で制御良く調整可能となる。これにより、サーマルアスペリティやクラッシュを回避しつつ、読み出し及び書き込み特性を向上させることが可能となる。また、本実施形態においては、空洞部３５の輪郭形状は、直方体となっていてヘッド端面３００（ＡＢＳ３０）とは垂直な対称面（Ａ−Ａ線を含む同図紙面に垂直な面）を有しており、この対称面が磁気ヘッド素子３２の対称面と一致している。これにより、熱膨張の吸収を対称性良く行うことが可能となるので、結果として、磁気ヘッド素子３２の突出のトラック幅方向における対称性が確保される。
【００３５】
なお、空洞部３５の位置、形状、大きさ及び構造等は、上述の実施形態に限定されるものではない。空洞部３５の他の実施形態については後に詳述する。
【００３６】
図４（Ａ）は、図３（Ｂ）の磁気ヘッド素子の一実施形態としての長手磁気記録用磁気ヘッド素子３２を備えた薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図３（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）の磁気ヘッド素子の他の実施形態としての垂直磁気記録用磁気ヘッド素子３２′を備えた薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図３（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。図４（Ｂ）において、図４（Ａ）の磁気ヘッド素子３２と共通または対応する構成要素は、図４（Ａ）と同一の参照番号を用いて示されており、その構成の説明は省略されている。また、両図におけるコイルの巻き数は図を簡略化するため、図３（Ｂ）における巻き数より少なく表されている。
【００３７】
図４において、２１０はスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ３０を有している。このスライダ基板２１０のＡＢＳ３０を底面とした際の一つの側面である素子形成面３１に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、空洞部３５と、発熱体３６と、これらの構成要素を保護する被覆層８４とが主に形成されている。
【００３８】
ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含む。ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。上下部シールド層３３４及び３３０は、ＭＲ積層体３３２が雑音となる外部磁界を受けることを防止する。
【００３９】
このＭＲ積層体３３２がＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０の各々とＭＲ積層体３３２との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体３３２にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０はそれぞれ上下部の電極としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とＭＲリード導体層とは不要であって省略される。ただし、ＭＲ積層体３３２のヘッド端面３００とは反対側のシールド層間、及びＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には絶縁層が形成される。
【００４０】
電磁コイル素子３４は、本実施形態において長手磁気記録用であり、下部磁極層３４０、書き込みギャップ層３４１、コイル層３４３、コイル絶縁層３４４及び上部磁極層３４５を備えている。下部磁極層３４０及び上部磁極層３４５は、コイル層３４３によって誘導された磁束の導磁路となっており、端部３４０ａ及び３４５ａが、書き込みギャップ層３４１のうちヘッド端面３００側の端部を挟持している。この書き込みギャップ層３４１の端部位置からの漏洩磁界によって長手磁気記録用の磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、下部磁極層３４０及び上部磁極層３４５の磁気ディスク側の端は、ヘッド端面３００に達しているが、ヘッド端面３００には、極めて薄い保護膜としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。なお、コイル層３４３は同図において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００４１】
また、上部シールド層３３４と下部磁極層３４０との間には、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４を分離するための絶縁材料又は金属材料等からなる非磁性層が設けられているが、同層は必ずしも必要ではなく、同層を省略して、下部磁極層を上部シールド層で兼用してもよい。
【００４２】
空洞部３５は、真空成膜装置の背圧程度の真空、又は１気圧未満の気体を含む密閉空間３５０からなる。本実施形態においては、密閉空間３５０は、被覆層８４等の絶縁材料で取り囲まれている。上述したように、密閉空間３５０の大きさ及び形状等の設定によって磁気ヘッド素子の突出が制御可能となるが、この大きさ及び形状は、絶縁層８３の層厚、及び後述するように絶縁層８３の形成前のパターニング形状によって決定することができる。
【００４３】
発熱体３６は、本実施形態においては、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００とは反対側であって、上下方向においてコイル層３４３と同じ高さの位置に設けられており、発熱層３６０及び発熱絶縁層３６１を備えている。この発熱層３６０に通電することによって所定の熱を発生させることが可能となっている。なお、発熱体３６の直下には、発熱体自身の温度上昇を制御して信頼性を高めるための熱伝導層４５が設けられている。この熱伝導層４５は、発熱体３６の直上にあってもよいし、不要であれば省略されてもよい。
【００４４】
次いで、図４（Ｂ）を用いて、本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施形態を説明する。
【００４５】
同図において、電磁コイル素子３４′は、垂直磁気記録用であって、主磁極層３４０′、書き込みギャップ層３４１′、コイル層３４３′、コイル絶縁層３４４′及び補助磁極層３４５′を備えている。主磁極層３４０′は、コイル層３４３′によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極主要層３４００′及び主磁極補助層３４０１′から構成されている。ここで、主磁極層３４０′のヘッド端面３００側の端部３４０ａ′における層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層３４００′のみの層厚に相当しており小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界を発生させることができる。
【００４６】
補助磁極層３４５′のヘッド端面３００側の端部は、補助磁極層３４５′の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部３４５０′となっている。このトレーリングシールド部３４５０′を設けることによって、トレーリングシールド部３４５０′の端部３４５０ａ′と主磁極層３４０′の端部３４０ａ′との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。なお、コイル層３４３′は同図において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００４７】
図４（Ｂ）において、ＭＲ効果素子３３′と電磁コイル素子３４′との間に、さらに、素子間シールド層８６及びバッキングコイル部８５が形成されている。バッキングコイル部８５は、バッキングコイル層８５０及びバッキングコイル絶縁層８５１から形成されており、電磁コイル素子３４′から発生してＭＲ効果素子３３内の上下部シールド層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図っている。なお、バッキングコイル部８５からの磁束は、書き込み磁界を弱める方向にも作用する。従って、この作用を許容範囲内に限定するために、バッキングコイル層８５０の巻き数は、コイル層３４３′の巻き数よりも少なく設定されている。
【００４８】
図５は、本発明による空洞部についての種々の変更態様を示す、磁気ヘッド素子近傍の断面図及び空洞部の斜視図である。なお、同図において、発熱体は図示されていないが、空洞部の位置以外の位置に設けられていてもよい。
【００４９】
図５（Ａ）によれば、空洞部は、磁気ヘッド素子３２のスライダ基板２１０とは反対側であって磁気ヘッド素子３２の上方の位置（位置ａ）に設けられていてもよい。この位置は、図３並びに図４（Ａ）及び（Ｂ）の実施形態における空洞部３５の位置に相当する。また、空洞部は、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間の位置（位置ｂ）に設けられていてもよい。さらに、スライダ基板２１０とＭＲ効果素子３３との間の位置（位置ｃ）、磁気ヘッド素子３２の下方であってスライダ基板２１０内の位置（位置ｄ又は位置ｅ）に設けられていてもよい。
【００５０】
さらに、空洞部は、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００（ＡＢＳ３０）とは反対側の領域内において、磁気ヘッド素子３２のスライダ基板２１０とは反対側であって磁気ヘッド素子３２よりも素子形成面３１から遠い位置（位置ｆ）、電磁コイル素子３４と隣接する位置（位置ｇ）、ＭＲ効果素子３３と隣接する位置（位置ｈ）、又はスライダ基板２１０内の位置（位置ｉ又は位置ｊ）に設けられていてもよい。
【００５１】
以上述べた位置ａ〜ｊはいずれも、磁気ヘッド素子３２の熱膨張の一部を吸収することができる程度に磁気ヘッド素子３２と近い距離にあって、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００を隆起させる突出を制御することができる位置である。本明細書においては、このような条件を満たす位置の範囲を、磁気ヘッド素子３２の「近傍」（図５（Ａ）における領域５０）とする。ただし、「近傍」の位置という場合に、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間の位置（位置ｂ）は除かれるものとする。従って、本発明による空洞部は、磁気ヘッド素子の近傍、又はＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との間であれば、いずれの位置に設けられてもよい。
【００５２】
さらに、空洞部は、複数設けられていてもよい。この際、複数の空洞部の位置は、位置ａ〜ｊのうち任意の複数の位置であってよい。例えば、複数の空洞部を、磁気ヘッド素子３２を取り囲むように配置することにより、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００を隆起させる方向以外の熱膨張を有効に吸収することができる。さらに、空洞部の大きさを十分に大きくすることによって、例えば位置ａから位置ｆに渡る場所や位置ｆから位置ｈに渡る場所に、空洞部を設置してもよい。
【００５３】
さらに、空洞部は、図５（Ｂ）に示すように、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００（ＡＢＳ３０）とは垂直な対称面５１を自身の対称面としない位置に設けられていてもよい。ただし、この場合、熱膨張の吸収を対称性良く行うために、２つ又は複数の空洞部を、この対称面を対称面とする面対称の位置（例えば、位置ｋ及び位置ｌ）に配置することが好ましい。これにより、磁気ヘッド素子３２の突出のトラック幅方向における対称性を確保することができる。
【００５４】
また、図５（Ｃ）における２つの空洞部５２及び５３のように、複数の空洞部が上下方向に隣接して配置されていてもよい。さらに、２つの空洞部５４及び５５のように、複数の空洞部がヘッド端面３００と垂直な方向に隣接して配置されていてもよい。なお、図５（Ａ）〜（Ｃ）において、ＭＲ効果素子３３と電磁コイル素子３４との上下の位置関係が逆であってもよく、この場合においても、磁気ヘッド素子の近傍、又はＭＲ効果素子と電磁コイル素子との間に空洞部を設けることができる。
【００５５】
さらに、空洞部は、図５（Ｄ）に示すように、その内部に、自身の強度を高めるための補強柱５７及び／又は補強壁５８を備えていてもよい。また、空洞部が、分離壁等によって複数の部分に分割されていてもよい。さらに、空洞部の輪郭形状は、直方体に限られず、円柱体、円錐体、任意の形状の底面を有する柱体又は錐体、球体、半球体、楕円体、半楕円体等であってもよい。すなわち、磁気ヘッド素子の近傍にあって熱膨張を吸収することができる形状であれば、本発明の空洞部の形状として、任意の立体形状が採用可能である。
【００５６】
さらに、空洞部は、周囲を絶縁材料、基板材料その他のヘッド構成材料で囲まれた密閉空間５６から構成されているが、この密閉空間５６は、熱膨張を有効に吸収するために、真空、又は真空成膜装置の背圧程度の高真空状態であることが好ましい。ただし、ヘッド駆動温度において１気圧未満の気体が含まれていても熱膨張を有効に吸収するので、本発明の範囲内である。また、熱膨張を吸収するならば、１気圧以上の気体であってもよい。含まれる気体の種類として、窒素、アルゴン等の不活性ガスが好ましいが、酸化、腐食等の恐れが相当に低い場合には、酸素及び／又は水蒸気を含む空気等の気体であってもよい。さらに、空洞部内に、例えば形成工程から混入し得る粒状又は粉状の物質が入っていてもよく、空洞部内に、ヘッド構成材料よりも弾性率の低い柔らかな材料が満たされていてもよい。
【００５７】
図６〜図８は、図４（Ａ）に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図であり、図３（Ｂ）におけるＡ−Ａ線断面を示している。
【００５８】
以下、同図を用いて図４（Ａ）に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、例えばアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されたスライダ基板（ウエハ基板）２１０上に、例えばスパッタ法によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる厚さ０.５〜５μｍ程度の下地絶縁層４０を形成する。次いで、図６（Ｂ）に示すように、下地絶縁層４０上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の下部シールド層３３０を形成する。その後、例えばスパッタ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を成膜し、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）等によって平坦化することにより、平坦化層４１を形成する。
【００５９】
次いで、図６（Ｃ）に示すように、下部シールド層３３０上に、例えばスパッタ法、化学的気相析出（ＣＶＤ）法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等からなる厚さ０.０１〜０.０５μｍ程度の下部シールドギャップ層３３１を形成する。
【００６０】
次いで、図６（Ｄ）に示すように、下部シールドギャップ層３３１上に、例えばスパッタ法等によって、厚さ数十ｎｍ程度の、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）多層膜、ＧＭＲ（スピンバルブ）多層膜又はＴＭＲ多層膜等のＭＲ多層膜を形成する。次いで、ＭＲリード層（図示せず）のネガ形状（パターンの有無が逆の形状）を有するレジストマスクパターンを形成する。同パターンの断面形状は、後のリフトオフに適した逆テーパ形状であることが好ましい。次いで、例えばミリング法等により、レジストマスクパターンをマスクにしてＭＲ多層膜をエッチングする。次いで、レジストマスクパターンを除去することなく、磁区制御層（図示せず）及びＭＲリード層用の膜を例えばスパッタ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターン並びにその上に形成された磁区制御層及びＭＲリード層用の膜を、アセトン、ＮＭＰ等の有機溶剤で溶解して除去する（リフトオフ法）。ここで、磁区制御層用の膜は、例えばＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ等の反強磁性材料等からなり、厚さは数十ｎｍである。また、ＭＲリード層用の膜は、例えばＷ、ＴｉＷ、Ａｕ、ＡｕＣｕ、Ｔａ又はＣｕ等の導電材料からなり、厚さは数十ｎｍである。
【００６１】
その後、ＭＲ多層膜とＭＲリード層とが合わさった形状を有するレジストマスクパターンを形成する。同パターンの断面形状は、後のリフトオフに適した逆テーパ形状であることが好ましい。次いで、例えばミリング法等により、レジストマスクパターンをマスクにしてＭＲ多層膜及びＭＲリード層をエッチングする。次いで、レジストマスクパターンを除去することなく、リフィル平坦化層４２用の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターン及びこの絶縁膜を、アセトン、ＮＭＰ等の有機溶剤で溶解して除去する。このリフトオフ法によって、ＭＲ積層体３３２、磁区制御層、ＭＲリード層、リフィル平坦化層４２の形成が完了する。ここで、リフィル平坦化層４２は、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料からなる。
【００６２】
次いで、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等からなる厚さ０.０１〜０.０５μｍ程度の上部シールドギャップ層３３３を形成する。次いで、例えばフレームめっき法等によって、上部シールドギャップ層３３３上に、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部シールド層３３４を形成する。さらに、上部シールド層３３４のパターンをマスクにして、リフィル平坦化層４２及び上部シールドギャップ層３３３を例えばミリング法等によってエッチングする。以上の工程によって、ＭＲ効果素子３３の形成を完了する。その後、図６（Ｅ）に示すように、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、ＣＭＰ等によって平坦化して平坦化層４３を形成する。
【００６３】
次いで、図６（Ｆ）に示すように、上部シールド層３３４上に、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料又はＴｉ、Ｔａ又はＰｔ等の金属材料からなる厚さ０.１〜０.５μｍ程度の非磁性層４４を、ＭＲ効果素子３３と後に形成する電磁コイル素子とを分離するために形成する。次いで、図６（Ｇ）に示すように、非磁性層４４上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の下部磁極層３４０及び熱伝導層４５を形成する。その後、図６（Ｈ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばＣＭＰ等によって平坦化することによって平坦化層４６を形成する。
【００６４】
次いで、図７（Ａ）に示すように、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料からなる厚さ０.０１〜０.０５μｍ程度の書き込みギャップ層３４１を形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のドライエッチング法等によって、書き込みギャップ層３４１の一部を除去して下部磁極層３４０を露出させることにより、バックギャップ部４７を形成する。次いで、図７（Ｂ）に示すように、書き込みギャップ層３４１上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ１〜５μｍ程度のコイル層３４３及び発熱層３６０を形成する。ただし、発熱層３６０は、別途、例えばＮｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｕ若しくはＮｉＣｕを含む材料、ＮｉＣｒ若しくはＮｉＣｒを含む材料、Ｔａ又はＴａを含む材料、又はＷ又はＷを含む材料からなるスパッタ膜等を、例えばドライエッチング法等によって所望の形状にパターニングすることによって形成されてもよい。
【００６５】
次いで、図７（Ｃ）に示すように、コイル層３４３及び発熱層３６０を覆うように、例えばフォトリソグラフィ法等によって、例えば加熱キュアされたノボラック系等のレジストからなる厚さ０.５〜７μｍ程度のコイル絶縁層３４４及び発熱絶縁層３６１を形成する。ここで、発熱絶縁層３６１は、省略されてもよい。次いで、図７（Ｄ）に示すように、書き込みギャップ層４３１上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部磁極３４５０及びバックコンタクト磁極３４５１を形成する。
【００６６】
次いで、図７（Ｅ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばＣＭＰ等によって平坦化することによって平坦化層４８を形成する。次いで、図７（Ｆ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁層４９を例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばミリング法、ＲＩＥ法等のドライエッチング法等によって下地を露出させることにより、上部磁極−ヨーク接合部７０と、バックコンタクト磁極−ヨーク接合部７１と、コイル引き出し部７２とを形成する。
【００６７】
次いで、図８（Ａ）に示すように、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度のヨーク層３４５２及びコイルリード層８０を形成する。ただし、コイルリード層８０は、別途、例えばフレームめっき法等によってＣｕ等の材料から形成されてもよい。その後、上部磁極３４５０及び下部磁極層３４０における書き込みギャップ層３４１を介した対向面のトラック幅方向の幅を揃えるために、トリムミリング処理等が施される。なお、以上の工程によって上部磁極３４５０、バックコンタクト磁極３４５１及びヨーク層３４５２が形成されることにより、上部磁極層３４５の形成が完了する。
【００６８】
次いで、図８（Ｂ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタ法等によって成膜し、例えばＣＭＰ等によって平坦化することによって平坦化層８１を形成する。次いで、図８（Ｃ）に示すように、この平坦化された面上に、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等からなる厚さ０.１〜０.５μｍ程度の絶縁層８２を形成する。
【００６９】
次いで、図９又は図１０を用いて後に詳述する形成方法を用いて、空洞部３５及び絶縁層８３を形成し、その後、これらを覆うように、例えばスパッタ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる被覆層８４を形成する。
【００７０】
次いで、形成工程が終了したスライダ基板であるウエハ基板を切断して複数の磁気ヘッド素子が一列状に並んだバー部材を形成する。次いで、このバー部材を研磨することによって所望のＭＲハイトを得るべく、ＭＲハイト加工を行う。その後、ＭＲハイト加工が施されたバー部材を個々のスライダ（薄膜磁気ヘッド）に切断分離することによって、薄膜磁気ヘッドの製造工程が終了する。
【００７１】
以上、図４（Ａ）に示した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明したが、当然に他の形成条件、態様で製造することも可能であり、また、図４（Ｂ）に示した垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいても、上述した製造方法を適用又は応用することによって同様に製造することができる。
【００７２】
以下に、空洞部３５の形成方法の一例について説明する。なお、空洞部の形成方法は、空洞部を図５（Ａ）に示した位置の何れに設けるかによって、若干異なってくるが、以下の形成方法を基準にして、いずれの位置にも十分に形成可能であることは明らかである。
【００７３】
図９は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の一態様を説明するための工程図であり、図３（Ｂ）におけるＡ−Ａ線断面を示している。
【００７４】
まず、図９（Ａ）に示すように、下地となる層９０上に、所望の空洞部形状を得るための所定の形状を有した厚さ０.０１〜１０μｍ程度のレジストパターン９１を形成する。ここで、下地となる層９０は、空洞部３５を図８（Ｄ）の位置に設ける場合には、図８（Ｃ）における絶縁層８２となる。または、例えばスライダ基板を下地となる層としてもよい。なお、レジストパターン９１は、フォトレジストを塗布した後、マスクを用いて露光することによりマスクパターンを潜像として転写させて、その後、現像液による現像、水洗及び乾燥を順次行う公知の方法によって形成される。この際、必要に応じて、塗布直後および／又は現像前にフォトレジスト層を加熱してもよい。
【００７５】
次いで、図９（Ｂ）に示すように、レジストパターン９１を覆うように、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を成膜する。この絶縁層の厚さは、レジストパターン９１の厚さ以上とする。また、必要に応じて、絶縁層の成膜前にレジストパターン９１を加熱したり、他の熱、紫外線、電子線等を用いて軽くキュアしてもよい。その後、図９（Ｃ）に示すように、例えばＣＭＰ等によって絶縁膜表面を研磨して、レジストパターン９１を露出させる。これにより、空洞部をその側面によって取り囲む絶縁層９２が形成される。絶縁層９２は、図８（Ｄ）においては、絶縁層８３に相当する。次いで、さらにこの研磨面上に、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁層９３を形成する（図９（Ｄ））。ここで、絶縁層９３の厚さは、同層が後に被るエッチングが良好に行われる程度に調整される。
【００７６】
次いで、図９（Ｅ）に示すように、絶縁層９３上に、フォトレジストを塗布して露光し、マスクパターンを潜像としてフォトレジストに転写する。ここで、必要に応じて、フォトレジストを塗布後に加熱してもよい。その後、図９（Ｆ）に示すように、現像液による現像、水洗及び乾燥を行い、所定の形状を有したレジストパターン９４を形成する。ここで、必要に応じて、フォトレジストを現像前に加熱してもよい。
【００７７】
次いで、図９（Ｇ）に示すように、レジストパターン９４をマスクとして、例えばミリング法、ＲＩＥ法等によって、エッチングがレジストパターン９１に達するまで絶縁層９３をエッチングする。その後、図９（Ｈ）に示すように、レジストパターン９１及び９４を、例えばアセトン、ＮＭＰ等の有機溶剤等によって、それぞれ溶出及び剥離させる。ここで、レジストパターン９４は、アッシング等によって剥離してもよい。次いで最後に、図９（Ｉ）に示すように、絶縁層９３を覆うように、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁層９５を形成する。これにより、密閉空間３５０を有する空洞部３５の形成が完了する。
【００７８】
ここで、絶縁層９５を形成して密閉する直前においては、スパッタ装置等の真空成膜装置の成膜チャンバ内にウエハ基板が設置されている。従って、密閉後には、密閉空間３５０は、この真空装置の背圧（例えば、１０−７〜１０−３Ｐａ台）程度の気圧を有することになる。
【００７９】
なお、以上の工程において、レジストパターン９１の代わりにＣｕ等の金属材料からなるパターンを用いてもよい。例えば、フレームめっき法等によって、Ｃｕからなるパターンを形成して、以下同様に工程を進めることが可能である。ただし、この場合、図９（Ｈ）に示した溶出に用いる溶媒として酸を用いることになる。
【００８０】
図１０は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の他の態様を説明するための工程図であり、図３（Ｂ）におけるＡ−Ａ線断面を示している。
【００８１】
図１０（Ａ）〜（Ｇ）に示した工程の態様においては、図１０（Ｂ）において成膜される絶縁膜９２′の厚さが、レジストパターン９１′の厚さよりも小さい点に特徴がある。この際、絶縁層９２′の厚さは、同層が後に被るエッチングが良好に行われる程度に調整することができる。従って、本態様においては、その後の絶縁膜表面の研磨（図９（Ｃ）に相当する工程）及びさらなる絶縁層の形成（図９（Ｄ）に相当する工程）を行う必要がない。すなわち、図１０（Ｂ）において絶縁膜９２′が成膜された後、そのまま、フォトレジストを塗布する工程（図１０（Ｃ））を行い、フォトレジストパターン９４′を形成し（図１０（Ｄ））、次いで、絶縁膜９２′をエッチングした後（図１０（Ｅ））、レジストパターン９１′及び９４′をそれぞれ溶出及び剥離し（図１０（Ｆ））、最後に絶縁層９５′を形成することにより（図１０（Ｇ））、図９（Ｆ）〜（Ｉ）と同様の工程を経て、空洞部３５′を形成することができる。
【００８２】
その結果、形成工程の本態様を用いることによって、空洞部形成の工数を削減することができる。ただし、形成後の最表面は、図１０（Ｇ）に示すように、平坦化されていないので、その直上にそのまま素子を形成する場合には不適である。
【００８３】
以上に示した空洞部の形成方法においては、図９（Ａ）のレジストパターン９１又は図１０（Ａ）のレジストパターン９１′の形状を、所望の形状に設定することによって、種々の輪郭形状を有する空洞部が、形成可能となる。また、空洞部の厚さは、レジストパターン９１又は９１′の厚さと、その後に表面を研磨する場合にはその研磨量とによって、任意の値に設定可能となる。さらに、以上の形成方法を適用又は応用することによって、磁気ヘッド素子の近傍又はＭＲ効果素子及び電磁コイル素子の間の位置であれば、所望の位置に、空洞部を形成することができる。従って、空洞部の形状、大きさ及び位置を所望の形態に設定することにより、磁気ヘッド素子の熱膨張を吸収する程度を調整して、実効距離ｄＭを適切に制御することにより、サーマルアスペリティやクラッシュ等の障害を回避することが可能となる。
【００８４】
さらに、空洞部内に、図５（Ｄ）に示した補強柱又は補強壁を形成する場合、図９（Ａ）のレジストパターン９１又は図１０（Ａ）のレジストパターン９１′の形状に、補強柱又は補強壁のネガ形状を含ませておけばよい。これにより、次いで行われる絶縁膜の成膜の際に、このネガ形状を絶縁材料が埋めることによって、補強柱又は補強壁が形成される。
【００８５】
以下、本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、空洞部を設けることの効果について、実施例を用いて説明する。
【００８６】
（従来例、比較例、並びに実施例１及び２）
図１１は、従来の薄膜磁気ヘッドにおける、書き込み動作時の磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量を示す特性図である。
【００８７】
ここで、使用された従来の薄膜磁気ヘッドは、発熱体も空洞部も設けられていないものであった。また、突出量の測定は、触針式の段差計を用いてヘッド端面の位置の変化を測定することによって行われた。なお、ヘッド端面は、スライダ基板のＡＢＳに対して若干リセスしているが、非動作時の初期のリセス位置をゼロとして、各ヘッド端面位置の変動量を測定することにより突出量を求めた。さらに、浮上量の値は、このリセス分を換算した値とした。また、以下の測定結果において、突出量を測定したＭＲ効果素子端は、図１１（Ａ）において、ＭＲ積層体の端であるａ位置であり、電磁コイル素子端は、上部磁極の端であるｂ位置であり、被覆層端は、ヘッド端面３００内であってヘッド端面３０１とヨークの上端との距離の半分の位置ｃであった。
【００８８】
この薄膜磁気ヘッドにおいて書き込み動作を行った場合、突出量の分布は、図１１（Ｂ）に示したようになった。すなわち、ＭＲ効果素子端の突出量は５ｎｍであり、電磁コイル素子端及び被覆層端の突出量は１０ｎｍであった。従って、非動作時の実効距離ｄＭのマージンとして例えば５ｎｍを確保する場合、最も突出している電磁コイル素子端及び被覆層端を考慮して、浮上量は１５ｎｍに設定される。
【００８９】
図１２は、比較例における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における突出量の変化を示す特性図である。
【００９０】
なお、突出量の測定は、上述の従来例と同様に行われた。また、突出量を測定したＭＲ効果素子端、電磁コイル素子端及び上部磁極の端の位置も図１１（Ａ）と同様であった。
【００９１】
図１２（Ａ）によれば、本比較例においては、発熱体１２００が、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００とは反対側に設けられている。なお、スライダ基板及び磁気ヘッド素子等は、上述の従来例と同じ構成、構造のものとなっている。
【００９２】
このような薄膜磁気ヘッドにおいて、まず、発熱体１２００を作動させずに書き込み動作時の突出量を測定したところ、発熱体が設けられていない上述した従来の薄膜磁気ヘッドでの値（図１１（Ｂ））とほぼ同様であった。次いで、発熱体１２００を作動させて投入電力を徐々に上げていくと、突出量の分布は、投入電力２００ｍＷの時点において図１２（Ｂ）に示したようになった。すなわち、ＭＲ効果素子端の突出量は８ｎｍ、電磁コイル素子端の突出量は１５ｎｍ、被覆層端の突出量は２０ｎｍであった。ここで、上述したように浮上量が１５ｎｍに設定されているので、被覆層端が、電磁コイル素子端よりも先に磁気ディスク表面に接触してしまうことになる。すなわち、被覆層端を接触寸前の１５ｎｍとなるように投入電力を調整した場合には、ＭＲ効果素子端の突出量は８×（１５／２０）ｎｍ＝６ｎｍ、電磁コイル素子端の突出量は１５×（１５／２０）ｎｍ＝１１.２５ｎｍとなり、実効距離ｄＭとして、それぞれ９ｎｍ及び３.７５ｎｍまでしか近づけることができないことになる。
【００９３】
図１３は、実施例１における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。
【００９４】
なお、突出量の測定は、上述の従来例と同様に行われた。また、突出量を測定したＭＲ効果素子端、電磁コイル素子端及び上部磁極の端の位置も図１１（Ａ）と同様であった。
【００９５】
図１３（Ａ）によれば、本実施例においては、空洞部１３００が、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００とは反対側に設けられている。すなわち、上述の比較例において、発熱体１２００の位置に空洞部１３００を設けて、発熱体を空洞部に置き換えた構成となっている。なお、スライダ基板及び磁気ヘッド素子等は、上述の従来例と同じ構成、構造のものとなっている。ここで、空洞部の占める面積は、６０×２０μｍ２であり、空洞部の厚さは、１μｍであった。
【００９６】
このような薄膜磁気ヘッドにおいて、書き込み動作時の突出量を測定したところ、突出量の分布は、図１３（Ｂ）に示したようになった。すなわち、ＭＲ効果素子端の突出量は２ｎｍ、電磁コイル素子端及び被覆層端の突出量は５ｎｍであった。このように、空洞部１３００を設けることによって、電磁コイル素子及び被覆層等の熱膨張の一部が吸収されるので、突出量を所定の小さな値に抑えることができる。従って、非動作時の実効距離ｄＭのマージンとして、上述したように５ｎｍを確保する場合、最も突出している電磁コイル素子端及び被覆層端を考慮しても、浮上量は１０ｎｍにまで小さく抑えることが可能となる。この結果、ＭＲ効果素子端での実効距離ｄＭは、従来の１０ｎｍ（図１１（Ｂ））に対して、８ｎｍにまで小さくすることができる。
【００９７】
図１４は、実施例２における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。
【００９８】
なお、突出量の測定は、上述の従来例と同様に行われた。また、突出量を測定したＭＲ効果素子端、電磁コイル素子端及び上部磁極の端の位置も図１１（Ａ）同様であった。
【００９９】
図１４（Ａ）によれば、本実施例においては、発熱体１４００が、磁気ヘッド素子３２のヘッド端面３００とは反対側に設けられており、さらに、空洞部１４０１が、磁気ヘッド素子３２の直上に設けられている。すなわち、上述の比較例において、さらに空洞部を加えた構成となっている。なお、スライダ基板及び磁気ヘッド素子等は、上述の従来例と同じ構成、構造のものとなっている。ここで、空洞部の占める面積は、６０×２０μｍ２であり、空洞部の厚さは、１μｍであって、実施例１とそれぞれ同じであった。
【０１００】
このような薄膜磁気ヘッドにおいて、まず、発熱体１４００を作動させずに書き込み動作時の突出量を測定したところ、本実施例において発熱体が設けられていない構成の薄膜磁気ヘッドでの値とほぼ同様であった。次いで、発熱体１４００を作動させて投入電力を徐々に上げていくと、突出量の分布は、投入電力２００ｍＷの時点において図１４（Ｂ）に示したようになった。すなわち、ＭＲ効果素子端の突出量は８ｎｍ、電磁コイル素子端の突出量は１５ｎｍ、及び被覆層端の突出量は１０ｎｍであった。このように、空洞部１４００を設けることによって、特に被覆層の熱膨張の一部が大きく吸収されるので、被覆層端が最も突出することのない良好な突出量の分布が実現することができる。ここで、上述したように浮上量は１５ｎｍに設定されているので、被覆層端での実効距離ｄＭは５ｎｍとなり十分なマージンが確保される。また、ＭＲ効果素子端の突出量は８×（１５／１５）ｎｍ＝８ｎｍ、電磁コイル素子端の突出量は１５×（１５／１５）ｎｍ＝１５ｎｍとなり、実効距離ｄＭとして、それぞれ０ｎｍ及び７ｎｍまで近づけることが可能となる。
【０１０１】
図１５は、従来例、比較例、並びに実施例１及び２における実効距離ｄＭの分布を示したグラフである。
【０１０２】
図１５によれば、実施例１及び２における書き込み動作時の実効距離ｄＭは、従来例及び比較例に比べて、より小さな値に設定可能であることが明らかである。特に、空洞部及び発熱体を備えた実施例２においては、磁気ヘッド素子端（電磁コイル素子端）を最も突出させることができるので、同端において、書き込み動作時の実効距離ｄＭをほぼゼロとすることも可能となる。
【０１０３】
なお、空洞部及び発熱体を共に備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、両者の位置関係によって、突出の分布を調整することができる。例えば、空洞部及び発熱体を共に磁気ヘッド素子のヘッド端面とは反対側に設けた構成よりも、実施例２の構成の方が、被覆層端の突出を相対的により小さく抑えることができる。
【０１０４】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明によるＨＤＤの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図３】図２の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを概略的に示す斜視図であり、磁気ヘッド素子の一実施形態を概略的に示す平面図である。
【図４】図３（Ｂ）の磁気ヘッド素子の一実施形態としての長手磁気記録用磁気ヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッド及び垂直磁気記録用磁気ヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図３（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明による空洞部についての種々の変更態様を示す、磁気ヘッド素子近傍の断面図及び空洞部の斜視図である。
【図６】図４（Ａ）に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。
【図７】図４（Ａ）に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。
【図８】図４（Ａ）に示した実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。
【図９】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の一態様を説明するための工程図である。
【図１０】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法における、空洞部の形成工程の他の態様を説明するための工程図である。
【図１１】従来の薄膜磁気ヘッドにおける、書き込み動作時の磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量を示す特性図である。
【図１２】比較例における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における突出量の変化を示す特性図である。
【図１３】実施例１における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。
【図１４】実施例２における、薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図、並びに書き込み動作時及び発熱体の作動時における磁気ヘッド素子端及び被覆層端の突出量の変化を示す特性図である。
【図１５】従来例、比較例、並びに実施例１及び２における実効距離ｄＭの分布を示したグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータ
１２  アセンブリキャリッジ装置
１３  記録再生回路
１４  駆動アーム
１５  ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６  ピボットベアリング軸
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１  薄膜磁気ヘッド（スライダ）
２１０  スライダ基板
２２  ロードビーム
２３  フレクシャ
２４  ベースプレート
２５  配線部材
３０  浮上面（ＡＢＳ）
３００、３０１  ヘッド端面
３１  素子形成面
３２  磁気ヘッド素子
３３  ＭＲ効果素子
３３０  下部シールド層
３３１  下部シールドギャップ層
３３２  ＭＲ積層体
３３３  上部シールドギャップ層
３３４  上部シールド層
３４  電磁コイル素子
３４０  下部磁極層
３４０′  主磁極層
３４０ａ、３４０ａ′、３４５ａ、３４５０ａ′  端部
３４００′  主磁極主要層
３４０１′  主磁極補助層
３４１、３４１′  ギャップ層
３４３、３４３′  コイル層
３４４、３４４′  コイル絶縁層
３４５  上部磁極層
３４５０  上部磁極
３４５１  バックコンタクト磁極
３４５２  ヨーク層
３４５′  補助磁極層
３４５０′  トレーリングシールド部
３５、３５′、５２、５３、５４、５５、１３００、１４０１  空洞部
３６、１２００、１４００  発熱体
３７  信号端子電極
３８  駆動端子電極
４０  下地絶縁層
４１、４３、４６、４８、８１  平坦化層
４２  リフィル平坦化層
４４  非磁性層
４５  熱伝導層
４７  バックギャップ部
４９、８２、８３、９２、９２′、９３、９５、９５′  絶縁層
５０  領域
５１  対称面
５６  密閉空間
５７  補強柱
５８  補強壁
７０  上部磁極−ヨーク接合部
７１  バックコンタクト磁極−ヨーク接合部
７２  コイル引き出し部
８０  コイルリード層
８４  被覆層
８５  バッキングコイル部
８５０  バッキングコイル層
８５１  バッキングコイル絶縁層
８６  素子間シールド層
９０  下地となる層
９１、９１′、９４、９４′  レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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